Virtual Reality Headsets

Ein Virtual Reality Headset ist ein Gerät, welches den Nutzer beim Tragen vollkommen in die virtuelle Realität einbindet (fully-immersive VR). Ein modernes VR-Headset, wie z.B. das Oculus Rift, besteht dabei aus einem stereoskopsichen Head Mounted Display (HMD), eingebauten Kopfhörer und Sensoren welche die Bewegungen des Kopfs tracken (zusammen mit externen Komponenten). Zur Interaktion mit der virtuellen Umgebung sind für gewisse VR-Headsets auch spezielle Controller verfügbar mit.

Das komplette Set von Oculus bestehend aus VR-Headset, externen Tracking-Sensoren und Controllern.

Der grösste Anwendungsbereich der VR-Headsets sind zurzeit Videospiele (durch die PlayStation VR nicht mehr ausschliesslich auf Computer beschränkt), werden z.B. jedoch auch in Simulationen zu Trainingszwecken gebraucht. Zukünftig werden sie vermutlich bei deutlich mehr Anwendungsfällen eine Rolle spielen.

Es gibt einige wichtige Kriterien bzw. technische Voraussetzungen für VR-Headsets, durch deren jüngsten Verbesserungen es nicht zuletzt überhaupt zum grossen Durchbruch kam:

Latenz

VR-Headsets müssen eine deutlich kleinere Latenz ermöglichen als z.B. bei einem normalen Computerspiel der Fall ist. Falls beispielsweise Kopfbewegungen zu langsam erfasst werden, kann der Anwender eine Form von Übelkeit verspüren (VR-Krankheit). Laut Valve liegt die ideale Latenz im Bereich von 7-15ms.

Um dies zu erzielen, spielt vor allem die Bildwiederholfrequenz des Displays eine grosse Rolle, welche höher ist als bei Standard-PC-Bildschirmen (90-120Hz je nach Modell). Die GPU muss ausserdem auch genug schnell sein, um die jeweiligen Frames schneller bzw. öfters rendern zu können.

Auflösung des Displays

Aufgrund des weiten Sichtfelds auf ein Display (bis zu 110°), werden Mängel in den Displays deutlich sichtbarer. Der unerwünschte Haupteffekt ist, dass die Abstände zwischen den Pixeln sichtbar werden, und man das Gefühl hat durch ein Gitter zu schauen. Vor allem die Entwicklerprototypen hatten dieses Problem, deshalb musste die Auflösung erhöht werden, diese liegt in der Regel um die 1080×1200 Pixel (je nach Modell).

Linsen

Durch die Linsen wird das weite Sichtfeld auf das eng anliegende Display überhaupt erzeugt, müssen jedoch gleichzeitig eine angenehme Distanz für den sog. Fokus/Brennpunkt ermöglichen. Die Herausforderung liegt darin, den Fokus aufrechtzuhalten, obwohl sich die Augen des Nutzers frei im VR-Headset bewegen können – sonst müsste man dauernd neu „scharf stellen“, was krankheitsschädigende Auswirkungen für den Nutzer hätte. Ausserdem müssen gewisse Nebeneffekte (z.B. Verzeichnung) der optischen Linsen per Software korrigiert werden.


Zu den (aktuell) wichtigsten VR-Headsets gehören unter anderem:

  • HTC Vive von HTC & Valve Corporation
  • Oculus Rift von Oculus (Facebook)
  • PlayStation VR von Sony
  • Gear VR von Samsung (In Kombination mit einem Galaxy Smartphone)

Bei diesen Geräten handelt es sich um Endprodukte, die für den normalen Anwender gedacht und auf dem Markt erhältlich sind.

Das zurzeit neuste VR-Headset, welches im Handel erschienen ist – die PlayStation VR.

VR-Headsets anderer Hersteller sind zurzeit noch in Entwicklung und u.a. für Developers verfügbar:

  • Fove VR (mit neuartigem Eye-Tracking)
  • Razers OSVR HDK2 (als Teil von Open Source VR, Developer Kit)
  • Snapdragon 835 VRDK von Qualcomm (VR Development Kit, mit integrierter CPU → standalone)

In der nachfolgenden Tabelle (auf Englisch) werden die aktuell bekanntesten VR-Headsets mit ihren technischen Details aufgeführt und verglichen. Um den Fortschritt in der Technologie zu unterstreichen, ist auch ein VR-Headset aus dem Jahr 1995 inkludiert.
Ebenfalls fallen die bereits vorhandenen, kleinen Fortschritte der Geräte auf, die sich noch in Entwicklung befinden, gegenüber den bereits letztes Jahr Veröffentlichten – was vermuten lässt, dass trotz dem grossen Sprung der letzten Jahre auch weiterhin eine rasante Entwicklung in der Technologie zu erwarten ist.

VR-Headset Release date Head tracking Display Resolution (per eye) Refresh rate Weight Price Type
Forte VFX1 1995 Pitch & roll ( 70 degrees each)
and yaw
Dual 0.7″ LCDs 263×230 $599
Oculus Rift March 28, 2016 Accelerometer,
gyroscope,
magnetometer
OLED 1080×1200 90Hz ~ 470g $599 PC
HTC Vive April 5, 2016 Accelerometer,
gyroscope,
structured light
OLED 1080×1200 90Hz ~ 555g $799 PC
PlayStation VR October 2016 Accelerometer,
gyroscope
5.7″ RGB OLED 960×1080 120Hz ~ 610g $399 Console
Samsung Gear VR November 2015 Accelerometer, gyrometer, proximity sensor Super AMOLED
(Galaxy)
1280×1440
(Galaxy)
~ 318g $99 Mobile
Razer OSVR HDK 2 Accelerometer, gyroscope, compass 5.5″ OLED 1080×1200 90Hz $399 PC
Fove VR 5.7″ OLED 1280×1440 ~400g $599 PC
Snapdragon 835 VRDK February 2017 1440×1440 Standalone

Tabelle von der Wiki-Seite Comparison of virtual reality headsets übernommen und angepasst. Für eine noch genauere Auflistung der technischen Charakteristiken (Bild, Ton, Tracking, Software) empfiehlt sich diese Seite.